Question

四维空间为什么不能称为四维时空？

我们所居于的时空有四个维（3个空间轴和1个时间轴），根据爱因斯坦的概念称为四维空间，我们的宇宙是由时间和空间构成，而这条时间轴是一条虚数值的轴。
上面说到了既然我们的宇宙是由时空和空间构成，为什么四维空间不能称为四维时空？？四维空间和四维时空有什么区别？我们所在的到底是四维空间还是四维时空？？？

Answer 1

四维空间指的是标准欧几里得空间，可以拓展到n维；四维时空指的是闵可夫斯基空间概念的一种误解。人类作为三维物体可以理解四维时空（三个空间维度和一个时间维度）但无法认识以及存在于四维空间，因为人类属于第三个空间维度生物。通常所说时间是第四维即四维时空下的时间维度。四维空间的第四维指与x，y，z同一性质的空间维度。然而四维时空并不是标准欧几里得空间，时间的本质是描述运动的快慢。

通过一维、二维、三维空间的演变，人们提出了关于四维空间的一些猜想。尽管这些猜想现在并不能证明是正确的，但科学理论有很多是由猜想开始的。现今科学理论一般是基于现象总结规律，而关于四维空间的现象没有足够准确清晰的认识，或者看到了这种现象却并没有想到是四维空间引起的。

可以定义可以度量的都可以有维度。比如时间、温度。点、线、面、时间、温度，构成五维空间也能说的通。

当然也可以定义点线面的拓扑空间为第四维、第五维、第六维以至第N维。这在数学公式推理推导中很容易实现，但现实很难对应和想像。

扩展资料：

四维时空不仅限于此，由质能关系知，质量和能量实际是一回事，质量（或能量）并不是独立的，而是与运动状态相关的，比如速度越大，质量越大。在四维时空里，质量（或能量）实际是四维动量的第四维分量，动量是描述物质运动的量，因此质量与运动状态有关就是理所当然的了。在四维时空里，动量和能量实现了统一，称为能量动量四矢。

另外在四维时空里还定义了四维速度，四维加速度，四维力，电磁场方程组的四维形式等。值得一提的是，电磁场方程组的四维形式更加完美，完全统一了电和磁，电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述。四维时空的物理定律比三维定律要完美的多，这说明我们的世界的确是四维的。可以说至少它比牛顿力学要完美的多。至少由它的完美性，我们不能对它妄加怀疑。

在狭义相对论中，时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空，能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量。这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系。在今后论及广义相对论时我们还会看到，时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系。

参考资料来源：百度百科-四维空间

Answer 2

所谓四维空间的提法应当理解为：三维空间（物理概念）+一维时间=四维空间（数学概念）。物理空间只能是三维的，时间只能是一维的并且是单向的。多维空间应理解为数学上的空间，而非物理空间。
如果非要说物理上的四维空间，可以这样理解：
即与我们所处三维空间相隔离的另一组三维空间。
如从一个鱼缸中捞出一条鱼放到另一个鱼缸，它就实现了在四维空间中的运动。
数学上的空间概念可以通过如下例子理解：
如一间房子要挂若干盏吊灯，如果想要记录房顶线槽的长度，就要测量它们离某一面墙的距离，可以用一维数组表示；要记录每一盏灯在地面的投影位置，还需测量它们离相邻墙的距离，可以用二维数组表示；如果每盏灯的高低不同，需测量它们离房顶的距离，可以用三维数组表示；如果还要记录每盏灯的亮度，就必须再加上一维，用四维数组表示；如果还要记录每盏灯的颜色，至少还需扩展三维数组分别记录三色分色值；如果每盏灯点亮的时间不同，还需再增加一维……数学上将这种多维数组称为多维空间。

Answer 3

四维空间和四维时空没有严格界限，你说根据爱因斯坦的概念称为四维空间，应该是翻译的问题，也有翻译为四维时空的，若真区分起来，我的理解是，四维时空是指三维空间加一维时间，也就是目前我们认识的世界，而四维空间按数学上的定义指末端是三维的空间（末端是零维即点的空间是一维，末端是一维即线的是二维……），当然也有11维和17维空间的理论，认为除三维空间外的其他空间都蜷缩起来以至于无法探测到，不过只是停留在理论上，没有证据（附：17维.前三维是位置，存在于空间中； 　　第四维是速率，存在于时间中； 　　第五六维是速率指向，存在于（速度）时间方向中； 　　第七八维是状态指向，存在于自身形状对应的空间方向中； 　　第九维是状态转角，存在于自身形状对应的滚动中； 　　第十维是自旋速率，存在于滚动时间中； 　　第十一二维是自旋赤道轴指向，存在于滚动（速度）时间方向中； 　　第十三维是自旋赤道轴指向漂移速率，存在于滚动变化（加速率）时间方向中； 　　第十四五维是自旋赤道轴指向漂移速度赤道平面映射方向，存在于滚动变化（加速度）时间方向中； 　　第十六维是加速率（或受力强度）， 　　第十七八维是加速度（或受力）方向）

Answer 4

这里说的四维空间明显地与相对论指的四维时空不同，所谓四维时空是指三维空间与一维时间融洽而成为一个复合体，相对论认为时间和空间是分不开的，是一个整体的不同部分，这里说的四维空间是指不含时间在内的空间，认为宇宙中除了我们熟悉的三维空间外，还有一维我们根本不知道存在的空间，它就在我们身边，与“长”“宽”“高”一样实实在在地存在着，可是却极难察觉，以致以目前极为强大和极为复杂的物理实验也未能发现。这里的理论认为空间与时间是各自独立的，而且为了方便理解，可以认为空间和时间是完全刚性的，就象牛顿提出的经典时空定义那样，因而这里的理论建立在经典时空观念之上。事实上，不管你是多么的不愿意承认，只要你联想着大爆炸宇宙学说，你就想到了经典时空观念，而不是相对论时空观

追问

那你所说的四维空间的第4“维”指的是什么？

追答

其实你问的四维空间为什么不能称为四维时空？我是很纠结的，因为我一直是认为两个可以互换的，但看你问的这么笃定，我也是翻了写资料才搞出上面那些东西的。其实现在科学界没有真正定义时间维为第4维,是因为我们还未确认在时间维之前,是否还存在其他的维,所以我们并不能肯定时间就是第4维空间。

追问

谢谢你的回答

Answer 5

一位农民工的解释：我们这个宇宙就是三维空间，四维时空。举个栗子，池塘里有水，稻田里没水，在三维空间，水不能完成由池塘到田里的移动，必须加上时间这一维度，按照一定的速度才能流到田里。加上时间后，就是四维时空。